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紫外-可见光吸收光谱检测系统广泛应用于生物化学、医疗、食品等领域,具有分析精度高、测量范围大、可靠性强、检测速度快、方便快捷、无二次污染等特点。课题以紫外-可见光吸收光谱检测在生物化学上的应用为背景,设计并完成了紫外-可见光吸收光谱检测系统,满足了实际应用需求。本文首先阐述了吸收光谱检测技术在国内外的研究现状和发展趋势,介绍了吸收光谱检测的工作原理,提出了总体解决方案。根据总体方案设计了系统光路,完成了基于光电池和基于PMT(光电倍增管)的吸收光谱检测器的电路设计和软件设计,完成了测试工作台的设计,最后对系统进行调试并建立测试系统和方法进行性能测试和应用实验。吸收光谱检测原理和光路设计:介绍了吸收光谱检测系统的原理,分析了系统设计需求,指出了系统功能要求,确定了系统设计技术路线,最后确定光源选型,采用LED(发光二极管)完成了吸收光谱检测系统的光路设计。系统电路设计包括:1.恒光功率光源设计,主要介绍光强反馈驱动电路的设计;2.基于光电池的吸收光谱检测器的设计,包括信号调理电路、AD信号采样电路和MCU电路以及槽型光耦电路的设计;3.基于PMT的吸收光谱检测器设计,主要包括信号调理电路和CPLD(复杂可编程逻辑器件)脉冲计数电路的设计。系统软件设计包括:1.基于Modbus-RTU通讯协议的设计;2.基于光电池的吸收光谱检测器的驱动软件设计;3.基于PMT的吸收光谱检测器的驱动软件设计和CPLD脉冲计数软件设计。测试工作台设计包括:1.主控板电源模块设计;2.电机驱动电路设计;3.MCU电路及外围接口电路设计;4.基于Win CE系统的上位机软件设计。经软硬件、整机调试和性能测试后,光源辐射光功率稳定,检测器性能达标,测试工作台功能良好,人机界面友好。性能测试和应用实验结果表明:基于光电池的吸收光谱检测系统在可见光区OD测量范围为0-4.0 OD,精度为0.01 OD,线性度R2>99.5%,RSD<0.69%;基于PMT的吸收光谱检测系统在紫外光区测量范围为0-2.0 OD,精度为0.01 OD,线性度R2>99.3%,RSD<0.63%,CPLD脉冲计数电路最大计数1.2x108s-1,计数误差小于0.2‰,达到了实际应用要求。